Технология изготовления изделий методом намотки

Наиболее распространенным и перспективным методом получения высокопрочных армированных конструкций является непрерывная намотка лент из однонаправленных волокон, нитей или жгутов, пропитанных связующим, с последующим его отверждением. Намотка непрерывными волокнами в направлении действия силы позволяет полностью реализовать повышенные механические свойства таких материалов, как углерод, бор, стекло, которые в форме волокон относятся к наиболее прочным из известных материалов.

Многокоординатные намоточные станки с микропроцессорным управлением реализуют спирально-кольцевой метод намотки оболочек вращения. Станки имеет большой диапазон схем укладки волокнистого армирующее материала, так достигается максимально возможная прочность готового изделия.

В специальных трехкоординатных станках реализован метод радиально-перекрестной намотки. Этот метод позволяет экономить материал и снижает трудоемкость изготовления изделия сложно геометрической формы.

Существует несколько технологических методов формирования изделий намоткой в зависимости от способа нанесения связующего на волокнистый армирующий материал и обеспечения необходимого содержания его в материале изделия.

Способ «мокрой» намотки.Способ «мокрой» намотки заключается в том, что пропитка армирующего волокнистого материала связующим и намотка на оправку совмещены (рис.1.1.). Сущность метода намотки: намотка стекложгута 1, пропитанного связующим, на вращающуюся оправку 4.

Для того чтобы обеспечить определенную ориентацию жгута на поверхность оправки, скорость перемещения раскладчика наполнителя (в данном случае роль раскладчика выполняют отжимные валики 3 в ванне 2) согласуется со скоростью вращения оправки 4.

Содержание компонентов в системе смола - стекловолокно регулируется также отжимными валиками. Для «мокрой» намотки используются в основном полиэфирные и эпоксидные связующие, а для сухой - главным образом связующие на фенольных смолах.

Рис. 1.1. Принципиальна схема изготовления деталей методом мокрой намотки: 1 – стекложгут; 2 – ванна; 3 – отжимные валики; 4 – оправка

Способ сухой намотки.Способ сухой намотки (рис. 1.2.) заключается в том, что намотка производится с помощью полуфабрикатов, препрегов, являющихся предварительно пропитанными связующими и подсушенными жгутами или лентами. Перед укладкой препреги проходят через горячие валки либо через нагревательную камеру и в размягченном виде укладываются на оправку.

Из двух видов намотки, каждый из которых имеет свои недостатки и преимущества, чаще всего используется сухая намотка. Она обеспечивает не только более качественную пропитку, но и требуемое равномерное содержание связующего в препреге.

Рис.1.2. Принципиальная схема изготовления деталей методом сухого намотки: 1 – оправка; 2 – композиционная лента;

3 – раскладчик ленты; 4 - шаговый двигатель; 5 – редуктор;

6,7 – видеокамеры; 8 – компьютер; 9 – блок управления приводами